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Título: Desenvolvimento de marcadores moleculares para a caracterização gene gametófito indeterminado (ig1) em genótipos de milho
Título Alternativo: Development of molecular markers for identification of indeterminate gametophyte1(ig1) gene in maize
Autor(es): Silva, Glacy Jaqueline da
Orientador: Paiva, Edilson
Membro da banca: Guimarães, Cláudia Teixeira
Paiva, Luciano Vilela
Área de concentração: Biotecnologia Vegetal
Assunto: Gametófito indeterminado
Milho hídrido
Marcador molecular
Indeterminate gametophyte1(ig1)
Hibrid maize
molecular marker
Data de Defesa: 25-Mai-2009
Data de publicação: 2014
Referência: SILVA, G. J. da. Desenvolvimento de marcadores moleculares para a caracterização gene gametófito indeterminado (ig1) em genótipos de milho. 2009. 48 p. Dissertação (Mestrado em Biotecnologia Vegetal) - Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2009.
Resumo: Uma técnica disponível para a obtenção de milho híbrido é a utilização de haplóides duplicados (duplo haplóides), pois esta diminui o tempo para a obtenção de linhagens endogâmicas. Os haplóides em milho são obtidos a partir de linhagens indutoras, androgenéticas, ou gimnogenéticas. Porém, estas linhagens são adaptadas a climas temperados, e em climas tropicais, sofrem com o foto-periodo, diferença de temperatura e ataque de pragas. A linhagem de milho Wisconsin-23 (W23), indutora de haploidia androgenética (haplóides provindos do macho), possui um gene mutante, denominado de gametófito indeterminado1 (ig1) que, entre seus efeitos, causa degeneração no saco embrionário do grão de milho, formação de 16 ou mais núcleos polares, ao invés de 8, levando o aparecimento de sementes defeituosas e poliembrionicas, e resultando em cerca de 3% de haploides. Uma alternativa para o uso de duplo-haploides, a partir da linhagem W23, seria a incorporação do gene ig1, e o marcador morfológico r-navajo, em uma linhagem tropical. Os objetivos deste trabalho foram: desenvolver um marcador molecular especifico e co-dominante para o gene gametófito indeterminado1; validar o gene ig1 em 3 famílias em F3 tropicalizadas, provindas do cruzamento do híbrido simples BRS1010 com a linhagem temperada W23, verificar a presença do gen ig1 em uma fonte da linhagem temperada W23, e em plantas provindas de sementes poliembriônicas, da mesma linhagem W23, e avaliar características morfológicas descritas como sendo derivadas das anormalidades causadas pelo mutante, como poliembrionia, sementes defeituosas, abortadas e plantas macho-estéreis. Entre as famílias em F3 tropicalizadas, a segregação mendeliana realizada através do teste de Qui-quadrado, foi a esperada, 1:2:1 a 5% de probabilidade. A família 90109 teve, segundo o marcador molecular, 26 plantas IgIg, 51 plantas Igig e 14 plantas igig. A família 91202 apresentou 27 plantas IgIg, 50 plantas Igig e 18 plantas igig. A família 91207 apresentou 24 plantas IgIg, 41 plantas Igig e 14 plantas igig. Todas as plantas provindas da linhagem temperada W23 foram homozigotas para o gene igig. A porcentagem de sementes defeituosas, dentre as famílias em F3 foi de 1,46% para o gene IgIg, 11,45% para o gene Igig e 19,36% para o gene igig. A porcentagem de sementes poliembrionicas, para as mesmas famílias foi de 0% para espigas homozigotas para o gene IgIg, 3,32% para espigas de plantas heterozigotas e 8,08% para espigas homozigotas para o gene igig mutante. Trinta e quatro plantas macho-estéreis foram encontradas em campo, mas somente nas famílias tropicalizadas. Portanto, acredita-se que neste caso, não se pode vincular a macho-esterilidade com a presença do mutante ig. Os marcadores moleculares mostraram-se eficientes para a identificação do gene ig1, os quais podem ser utilizados como ferramenta para seleção assistida em programas de melhoramento visando à produção de genótipos haploides.
The duplicated haploids (doubled haploids) technology is an alternative to generate lines to be used in the maize hybrids breeding production programs. This technique allows one to obtain inbred lines in a shorter time than conventional breeding. The haploids in maize are obtained using androgenetic or gimnogenetic inducer maize lines. However, these lines are adapted to temperate climates, and in tropical climates they suffer with temperature and are susceptible to several diseases. Wisconsin-23 (W23) is a maize line that induce androgenetic haploids (derived from the male parental), which has a mutant gene called indeterminate gametophyte1 (ig1). This gene, among other effects, causes degeneration of the embryo sac in maize grains, which results in seeds with defects, poliembryonic seeds and up to 3% of haploid seeds. An alternative to increase the percentage of haploid seeds obtained from the temperate maize line W23, and at the same time, solve the problem of non-adaptation to tropical conditions, would be the incorporation of ig1gene, and the morphologic marker r-navajo into a tropical maize line. The objectives of this work were to develop a co-dominant and specific molecular marker for the indeterminate gametophyte1(ig1) gene, to characterize the presence or absence of the gene in 3 tropical family in F3 obtained from the crossing of the simple hybrid BRS1010 with W23 line, to evaluate the segregation of the ig1 gene in a stock of W23 line in plants that came from poliembryonic seeds, and to evaluate morphologic abnormalities described as result of the presence of the mutant gene (ig1), such as poliembryony, defective and unfertilized seeds, and male-sterile plants. Among the tropical family, the expected 1:2:1 Mendellian segregation was confirmed with the Qui-square test (P=0.05). The molecular markers Ed2/Ed4 and Igc/Igf were efficient in the identification of the ig gene. Screening using the above molecular markers showed that the family 90109 produced 26 plants IgIg, 51 plants Igig and 14 plants igig. The family 91202 exhibited 27 plants IgIg, 50 plants Igig and 18 plants igig. In the family 91207 were found 24 plants IgIg, 41 plants Igig and 14 plants igig. All the plants that came from the W23 temperate stock were homozygote to the igig gene. Among the tropical family, the percentage of defective seeds varied from 1.46% for IgIg, 11.45% for the Igig and 19.36% for the igig genenotypes. In the same family, the percentage of poliembryonic seeds varied from 0% on ears of homozygote plants for the Ig gene, 3.32% on ears that came from heterozygote plants and 8.08% on ears of homozygote plants for the ig gene. Thirty four male-sterile plants were found in the field, but only in tropical families. Our results indicate that in this case, the male-sterility may not be linked with the presence of the mutant ig1 gene. The Ed2/Ed4 and Igc/Igf molecular markers proved to be a reliable selection tool in breeding programs aiming the production of haploids genotypes.
Informações adicionais: Dissertação apresentada à Universidade Federal de Lavras, como parte das exigências do Programa de Pós-Graduação em Agronomia, área de concentração em Biotecnologia Vegetal, para a obtenção do título de Mestre.
URI: http://repositorio.ufla.br/jspui/handle/1/1596
Publicador: UNIVERSIDADE FEDERAL DE LAVRAS
Idioma: pt_BR
Aparece nas coleções: PPBV - Biotecnologia Vegetal - Mestrado (Dissertações)

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